真有必要追求高电量长续航吗？

文 / 本刊记者 赵子垚

续航能力正成为评价电动汽车及其配装电池的重要指标。由此，车企与电池厂商正在追求更高的电池容量，然而高电量电池技术及安全性足够成熟吗？

当前，主流锂电池技术发展已面临瓶颈，各类替代性技术研究态势正如火如荼，但就现有发展情况看，无论是镁、锌、钠，还是其他研究方面，仍有众多技术成熟度问题仍待解决。鉴于此，深入挖掘锂的潜能，改善锂电池相关性能，依旧是动力电池制造商的主要选择。而将问题落地到电动汽车所需，继续提升电芯单体能量密度，或是提供更高的电池包容量，正在为长续航电动汽车的发展铺平道路。

谁在做长续航？

如今，距离特斯拉发布4680大圆柱电池已过去近2年。截止2022年2月，这款电池的总产能已突破100MWh，并在经历一系列生产工艺和系统集成等方面的优化后，其能量密度已提高至300Wh/kg，续航能力达到750km左右。同时，该型号电池组也即将正式得到商业化应用，特斯拉方面已向得克萨斯超级工厂附近预订Model Y车型的用户发送邮件，告知可将订单更改为搭载4680电池组的对应车型。相比前代21700电池，4680电池的体积增长接近5倍，这意味着其能量密度也约为前者的5倍左右。另外按照特斯拉的官方说法，在同等总电量前提下，运用4680电池组将比21700电池组提升16%的续航里程。

由此，一股大圆柱电池潮流又在动力电池业界兴起。宁德时代、松下、LG化学等动力电池厂商均在积极布局、研发4680及同类产品。其中，LG化学甚至接连研发出4680、4690等系列大圆柱电池，希望再次进入特斯拉供应链。而在同类产品中，宁德时代的进度最为明显。

5月5日，宁德时代董事长曾毓群在2021年度业绩说明会上表示，计划于2022年二季度正式发布“麒麟电池”。据此前披露资料，麒麟电池是宁德时代的第三代CTP技术，当采用磷酸铁锂时，系统能量密度超过160Wh/kg；采用三元体系时，系统能量密度可以做到250Wh/kg。在相同电芯化学体系和同等电池包尺寸下，麒麟电池比特斯拉的4680大圆柱电池组能多装13%电量，换言之，在同等前提下麒麟电池将比4680电池组多出80km的续航里程，达到830km左右。

到此，在配备标准电池组的条件下，当前对电动汽车续航能力的提升暂告段落。汽车厂商如果想要拿出更长续航的产品，只能在配备更大电池组或在改变电池包形状方面“下功夫”。

今年1月5日上市的广汽埃安AION LX Plus千里版据称是首款续航超过1000km的纯电动汽车，其CLTC综合工况续航里程达到1008公里。广汽埃安方面声称，该款车型搭载了海绵硅负极片电池技术，可让电池内部硅负极像海绵一般，在充放电过程中的膨胀和收缩得到缓冲及限制。除此之外，该款电池还具备“自修复粘结剂技术”、“梯度复合涂布技术”等多项自主知识产权专利，优势众多。但不可忽视的是，该款车型所搭载的电池包能量密度为205 Wh/kg，总电量为144.4kWh，换算质量已重达704kg。

在欧洲，奔驰方面则对自家的VISION EQXX概念车进行了特别挑战。当地时间4月13日，VISION EQXX概念车从德国辛德芬根出发，穿越瑞士阿尔卑斯山和意大利北部，在3-18℃的气候环境下行驶1008公里后，顺利抵达法国卡西斯，完成了“传说中”的1000公里续航挑战。奔驰方面声称，VISION EQXX在抵达目的地后，仍有15% 的电量，可再行驶140km。据悉，这款车型搭载的同样是硅碳负极电池，但其特别之处在于这块电池虽只有100kWh电量，但却使用900V高压电池系统。这也意味着相比常规的400V级电池，例如奔驰为自家EQS配备的107.8kWh电池，该电池包体积减少50%，重量仅有495kg。

技术层面的“牺牲”

显然，电动汽车长续航已成为车企与动力电池厂商的一致追求，但不可否认，更大、更重的电池包却在一定程度上“牺牲”电动汽车的其他评价层面。

首先是续航里程与电池重量之间的“死循环”。一般来说，一款搭载100kWh电量的常规车型，其续航里程可达到600km。但随着携带电池电量的逐步提升，由于电池增重导致的刹车系统损耗、悬架系统负荷等因素，从能量角度看，更高的系统电耗开始对续航能力造成制约，电池带来的里程效益开始衰减。通用汽车的悍马EV Edition 1就是一则典型案例，这款车型搭载三个电机，还具有四驱系统，最大功率达到1014马力。但由于其配备的212.7kWh电池包重达1.3吨，导致这款车型的综合续航里程只有530km。同时，与相当于一辆紧凑级轿车重量的电池包“对抗”的不止有续航能力，车身上的所有易损件，包括轮胎、刹车、悬挂以及转向系统均受到影响。

所以在保证续航能力的基础上，相关厂商正尽可能对电池包重量进行改进。除了前述提到的高电压改进方案，另一主流发展方向便是CTP、CTC等集成化技术方案。先来看CTP技术，其主要通过取消模组设计，直接将电芯集成为电池包，而电池包又作为整车结构件的一部分集成到车身地板。这种方式减少了模组侧板、端板等结构件以及电池包横梁、纵梁等装配件，令电池结构更为简化。而CTC技术可以看作是CTP技术的升级，将电芯直接置于到汽车底盘上，实现更高程度的集成化。通过这些对结构层面的改变，同等尺寸的电池包容量得以扩展、电池组质量得以减轻，并最终实现电池能量密度的提高。但这种改进势必对电池的BMS热管理系统也提出更高要求，此外在CTC模式下，座椅与底盘电池之间只有电芯上盖充当地板/盖板功能，尽管CTC可使得车身整车刚度获得不小提升，但对于侧面碰撞等电池安全疑虑，显然还有继续提升并优化的时间过程。

随之而来的便是电池包的维修问题，高度集成化的结果意味着对售后维修便捷性和成本的“牺牲”。一是对维修技术提出的高要求；二是即便只有某个电芯发生故障，却可能仍需要对整个电池组进行替换，尤其是在电池已经达到纯电动汽车整车成本的40%的前提下，这将导致维修成本的大幅增加。

尚未逢时

客观来说，高电量长续航是为了满足当前的电动汽车技术发展现状而做出的一种趋向，是解决补能配套设施尚不充足、分布疏密不一的应对。但面对电池供应链的现状，发展局面正变得“尴尬”。

美国科罗拉多州研究公司E Source的一份新报告显示，由于电动汽车电池的关键原材料短缺，生产电动汽车的成本将在未来4年飙升。E Source估计，电池价格将在2023年至2026年期间飙升22%，最高达到138美元/ kWh。

事实上，动力电池的供应已远远追不上需求。尽管锂矿公司正在追加现有开采设施的产量，同时不断寻找新的供应来源，但碳酸锂的基准价格仍在不断上涨，在2021年结束时创下了新的纪录后，今年4月的均价已达到每吨41000美元。电池阴极材料同样如此，自去年1月以来，钴的价格翻了一倍，至每吨7万美元；镍的价格提升了15%，至每吨2万美元。

所以，当压力传导至车企和动力电池厂商，在这番涨价冲抵之后，企业致力于不断降低电池生产成本的举措，以及所达成的技术和效率成果正变得“无济于事”。而对消费者来说，相比续航能力，补能便利、维护成本，甚至于保值率等价格因素，或许才是在当前阶段的考虑重点。